LeetCode：101 对称二叉树 BFS迭代解法

题目描述

给定一个二叉树，检查它是否是镜像对称的。

例如，二叉树 [1,2,2,3,4,4,3] 是对称的。

但是下面这个 [1,2,2,null,3,null,3] 则不是镜像对称的:

说明:
如果你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题，会很加分。

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode-cn.com/problems/symmetric-tree
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思路

层次遍历时，得到某一层的结果如果不是对称的，就返回false，如果层次遍历直到最后一层，都对称，就返回true

比如这个层次遍历结果为：

1
2 2
3 4 4 3

值得注意的是，给定的树不是满二叉树，我们需要将它转化为满二叉树，空节点用INT_MAX即int的最大值来生成 “虚拟节点” ，保证对称性的判断

如下：

不生成虚拟节点，可能会发生误判

1
2 2
3 3

生成虚拟节点，保证对称性的判断：

1
2  2
x 3 x 3

如果生成的虚拟节点为当前层节点个数的2倍，说明我们遍历到了最底层，返回true

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root)
    {
        if(!root) return true;
        deque<TreeNode*> q;
        q.push_back(root);
        while(!q.empty())
        {
            int qs=q.size(), cnt=0;
            for(int i=0; i<qs; i++)
            {
                TreeNode* tp = q.front();
                q.pop_front();
                // 用虚拟节点代替空节点
                if(tp->left) q.push_back(tp->left);
                else {q.push_back(new TreeNode(INT_MAX)); cnt++;}
                if(tp->right) q.push_back(tp->right);
                else {q.push_back(new TreeNode(INT_MAX)); cnt++;}
            }
            // 如果到了最底层未发现不对称，返回true
            if(cnt==2*qs) return true;
            // 双指针迭代判断对称性
            auto l=q.begin(), r=q.end(); r--;
            while(r>l)
            {
                if((*l)->val != (*r)->val) return false;
                else {l++; r--;}
            }
        }
        return true;
    }
};